Sissejuhatus
Meie universumil on algus. Ja kunagi saab ka sellel lõpp – aga milline? Kui kosmos laieneb ning tähed ja galaktikad hämarduvad, muutub kõik aeglaselt külmemaks ja isoleeritumaks? Kas tume energia, mis kiirendab universumi paisumist, võib lõpuks aegruumi lõhkuda? Kas oleks võimalik, et meie maailm ja ülejäänud universum lakkaksid ühel päeval ilma hoiatuseta olemast? Selles episoodis arutleb Steven Strogatz ülima suure finaali üle Katie Mack, teoreetiline kosmoloog Kanadas Waterloos asuvas Perimeetri teoreetilise füüsika instituudis. Mack on ka autor Kõige lõpp (Astrofüüsiliselt rääkides)2020. aasta augustis avaldatud, milles ta kirjeldas viit stsenaariumi, mille teadlased on tuvastanud kuidas universum võib lõppeda.
Kuulake edasi Apple Podcastid, Spotify, Google Podcastid, Stitcher, Häälestama või oma lemmik taskuhäälingusaadete rakenduse või saate seda teha voogesitage seda Quanta.
Ümberkirjutus
Steven Strogatz (00:03): Mina olen Steve Strogatz ja see on Rõõm miks, taskuhäälingusaade Quanta Magazine mis viib teid praeguste suurimate vastamata küsimusteni matemaatikas ja loodusteadustes. Selles osas küsime, kuidas see kõik lõpeb?
(00:18) Kujutage ette, et jalutate ühel päeval linnas. Sa koidad teistest kõnniteel kõndivatest jalakäijatest sisse ja välja. Kuulete autode helinat, vaikseid vestlusi, mis imbuvad lähedal asuvatest kohvikutest välja. See on meie igapäevane maailm, nagu me seda teame. Aga mis saab siis, kui see maailm ühel päeval lihtsalt paiskub ja lakkab olemast? Mis tunne oleks, kui kõik äkki lõppeks? Me teame, et tähtedel, sealhulgas meie enda päikesel, on piiratud eluiga. Nad põlevad kunagi läbi, isegi kui see pole meie eluajal. Aga kuidas on lood meie galaktikaga? Või kogu universum? Milline saab olema kõige lõpp? Ja kuidas see juhtuda sai?
(01:00) See pole superkangelasefilmi looming. See on teoreetilise füüsika tüüp, millele dr Katie Mack palju mõtleb. Dr Mack on teoreetiline kosmoloog Kanadas Waterloos asuvas Perimeter Institute for Theoretical Physics'is, mis asub Torontost umbes tund aega väljaspool. Ta on Stephen Hawkingi kosmoloogia ja teaduskommunikatsiooni uuringute õppetool, kus üks tema eesmärke on muuta füüsika avalikkusele kättesaadavamaks. Dr Mack on ka hästi vastu võetud raamatu autor, Kõige lõpp (Astrofüüsiliselt rääkides), avaldati 2020. aasta augustis. Selles kirjeldatakse üksikasjalikult viit peamist teooriat selle kohta, kuidas teadlased arvavad, et universum lõpeb. Katie, aitäh, et täna meiega liitusite.
Katie Mack (01:47): Suur aitäh, et mul on olemas.
Strogatz (01:48): See on meie jaoks tõeline maiuspala. Kas ma võin alustada isikliku küsimusega? Mis teid selle teema juurde tõmbas – universumi lõpust mõeldes? Miks, miks see sind haarab?
Mack (01:56): Tead, ma arvan, et see on lihtsalt osa minu üldisest uudishimust kosmose vastu. Ma kasvasin üles, mõeldes palju universumi algusele, Suurele Paugule. Teate, kõik need suured küsimused selle kohta, kust me tuleme. Ja mingil hetkel puutusin oma kosmoloogiaõpingute kaudu selle lõpu küsimusega kokku. Nii et ma mäletan, et lugesin suurest rebimisest – ühest sellistest võimalustest, kus universum end justkui laiali rebib –, kui ma käisin põhikoolis, ja olin lihtsalt lummatud arusaamast, et universum võib lõppeda nii väga vägivaldselt. Ja siis, kui ma jätkasin kosmoloogiaalast uurimistööd, puutusin kokku vaakumlagunemisega – teate küll, selline universumi äkiline lõpp – ja olin lihtsalt lummatud kontseptsioonist, et universum võib nähtavasti ilma põhjuseta eksistentsi pilgutada. .
(02:46) Ja kõik need teemad kerkisid minu erialase töö käigus pidevalt esile. Ja ma tahtsin lihtsalt seda rohkem uurida. Ja ma tahtsin rääkida seda lugu, mida minu arvates kosmoloogiat käsitlevas avalikus diskursuses väga sageli ei räägita. Palju räägitakse algusest, Suurest Paugust, kuid väga vähe lõpust.
(03:05) Ja ma arvan, et see on lihtsalt midagi, mis on minu jaoks alati paelunud iga kord, kui ma sellega kokku puutun. Lihtsalt näeme arutelusid selle üle, kuidas meie universumi lõplik evolutsioon võiks lõpule viia ja mida see praegu toimuva kohta ütleb. Kosmose struktuurist, eksistentsi üldisest formaadist. See on minu jaoks põnev küsimus.
Strogatz (03:27): Jah, ma mõtlen, see on — minu meelest on päris loomulik imestada. Ma arvan, et enamik meist, kellel on teaduse vastu huvi või lihtsalt suuri küsimusi elu kohta, imestab selle üle.
(03:38) Siin on üks, millest peaksime minu arvates ilmselt alustama: kuumasurm, stsenaarium, mida me nimetame universumi kuumasurmaks, mis on olnud juba pikka aega. Rääkige meile sellest, sest ma saan aru, et see võib teie arvates olla kõige tõenäolisem.
Mack (03:50): Jah, nii et kuumasurma peetakse füüsikas enim aktsepteeritavaks. Seda nimetatakse mõnikord kõnekeeles Big Freeze'iks. Kuumuse surma mõte on see, et me teame, et universum paisub ja me teame, et paisumine kiireneb. Nii et galaktikad, mis asuvad kauges universumis, hakkavad meist kaugenema. Nad lähevad üksteisest kaugemale. Ja see laienemine jätkub ja aja jooksul muutub see kiiremaks. Me ei tea, miks see kiireneb – ma lihtsalt juhin sellele tähelepanu. Praegu on see [arvatakse] tingitud millestki, mida me nimetame tumedaks energiaks. Me ei tea, mis on tume energia, kuid see on midagi, mis on pannes universumi kiiremini paisuma.
(04:23) Meie ideed tumeenergia kohta hõlmavad võimalust, et tume energia on lihtsalt universumi omamoodi omadus, mida nimetatakse kosmoloogiliseks konstandiks ja kus igasse ruumi pisiksse on lihtsalt sisse ehitatud mingi venivus. Ja kui meil on rohkem ruumi, kui universum paisub, on meil ka rohkem venivust, sest meil on rohkem seda tumedat energiat, rohkem seda kosmoloogilist konstanti. Ja nii universum muudkui paisub ja paisub ja paisub.
(04:48) Ja kui see on nii, kui see tõesti juhtub, siis on see, et iga galaktika või galaktikaparv isoleerub üha enam kõigist teistest ja universum muutub üha enam isoleerituks. ja tühjemaks, aina laialivalguvamaks, aja jooksul külmemaks. Sest teate, me teame, et alguses oli universum väga kuum ja tihe. Sellest ajast alates on see laienenud. See jahtub, see muutub hajusamaks. Nii et see kestab lõputult. Ja kui see juhtub, kui asute galaktikas, mis on ootamatult isoleeritud, kuna kõik teised galaktikad on nii kaugel, siis ei toimu vastastikmõju ega ühtegi galaktikat, mis ei tuleks sisse ja tooks uut gaasi, et moodustada uusi tähti. Sina kui galaktika põletad kõik tähed, mis sul on. Põled läbi kogu vesiniku, nii et sa ei saa uusi tähti teha. Tähed surevad ja põlevad läbi ning lähevad pimedaks.
(05:36) Seal on hunnik musti auke. Lõpuks, kui jätate musta augu rahule piisavalt kauaks, kiirgab see oma energiat välja - mustad augud aurustuvad ja kõik laguneb sellesse korrastamatuks energiaks. Nii et kõik, mis selles galaktikas oli, kiirgab eemale. Aine laguneb ja laguneb. Ja teil oleks lihtsalt see korrastamata energia, lihtsalt omamoodi jääksoojus, kui nii mõelda, kõigist olemasolevatest asjadest.
(06:01) Ja kui jõuate etappi, kus kõik on lagunenud, jõuate nn maksimaalse entroopiani. Nii et termodünaamika teine seadus ütleb meile, et entroopia või häire suureneb tulevikus. Ja tead, [samal põhjusel] ei saa sul olla igiliikurit, sest kui sa üritad midagi igavesti pöörlema panna, läheb see katki, kaotab hõõrdumise ja kuumuse tõttu osa energiast ja kukub laiali. Samamoodi laguneb universumis kõik selle jääksoojuseks. Ja sellepärast nimetatakse seda kuumasurmaks. See on see, et teil on kõik selleks, et laguneda korrastatuks energiaks ja te saavutate selle maksimaalse entroopia oleku, kus enam häireid juhtuda ei saa, kus kõik on lihtsalt täiesti mõttetu. Põhimõtteliselt on see täielikult, täielikult struktuurita.
(06:49) See on universumi ülim kuumasurm. Ja inimesed arvavad, et see on masendav viis, sest lõpuks on kõik väga külm ja pime, tühi ja eraldatud ning lihtsalt laguneb igaveseks.
Strogatz (07:03): Ma mõistan, miks panite sellele nimeks Big Freeze, sest kuumasurm paneb kõlama, nagu oleks palav. Kui aga ma kuulen teid õigesti, on see veidi leige või veelgi hullem.
Mack (07:11): Täpselt. Jah. Ja sel juhul on "soojus" selle sõna tehniline, füüsikaline tähendus, kus omamoodi kogu loodu jääksoojus.
(07:19) Aga helge külg on see, et selleks kulub väga kaua aega. Nii et alles umbes 100 miljardi aasta pärast me ei näe teisi galaktikaid, sest nad on liiga kaugel ja eemalduvad liiga kiiresti. Nii et teate ja mõned meie galaktika kõige väiksema massiga tähed võivad potentsiaalselt kesta triljonit aastat. Seega on meil aega, enne kui meie universumis läheb külmaks ja pimedaks ja tühjaks, kui me seda teed läheme.
Strogatz (07:41): Tühjus on selle ruumi venitamise tõttu veel üks huvitav aspekt. See pole mitte ainult väga mahe, homogeenne ja korratu, vaid ka väga üksildane. Nagu kõik on kõigest muust nii laiali.
Mack (07:56): Õige. Ja selle tõeliselt huvitav aspekt on see, et jõuate teatud punktini, kus meil pole tõendeid selle kohta, et teised galaktikad isegi eksisteerivad. Puuduvad otsesed vaatluslikud tõendid Suure Paugu toimumise kohta, sest me ei näe seda laienevat universumit. Ja me ei saa öelda: "Noh, kui universum muutub praegu suuremaks, siis pidi see varem olema väiksem." Me ei saa näha Suurest Paugust järelejäänud valgust, kosmilist mikrolaine tausta, mis võimaldab meil uurida väga, väga varajast universumit. See ei ole ainult külm, pime ja tühi universum, see on universum, kus on väga vähe õppida, sest me ei näe asju väljaspool oma lähikeskkonda.
Strogatz (08:34): Ma arvan, et igaks juhuks, kui keegi on segaduses – ma ei usu, et keegi oleks – viide "meie", ei mõtle te seda tegelikult, eks? Me ei ole siin, me ei ole läheduses, et sel hetkel midagi näha. Ka meie oleme lagunenud.
Mack (08:45): Me oleme ammu läinud. Ma mõtlen, et päike muutub ühel hetkel nii heledaks, et see keeb maa ookeanidest välja. Ja selleks kulub vaid umbes miljard aastat. Seega on meil pool miljardit kuni miljard aastat aega, enne kui Maa on täielikult elamiskõlbmatu. Nii et jah, see on juba ammu möödas. Ükskõik, mis tuleb pärast meid, või kui meil õnnestub luua väikesed intelligentsed masinad, mis suudavad meie teadvust edasi kanda, või kui me levime tähtedesse ja tead, elame mujal ja kasutame ära seda vähest energiat, mis nendesse on jäänud. surevad tähed. Teate, ühel hetkel tuleb, meil saavad tegemised otsa, sest pole piisavalt energiat, mis on kontsentreeritud õigel viisil selle kasutamiseks.
Strogatz (09:26): Teeskleme, et usume seda ruum ja aeg on kvantiseeritud nagu, a la kvantgravitatsioon asjadesse Plancki pikkuse skaalal. Kui ruumi ja ajatükke on ainult piiratud arv, suur arv, kuid lõplik arv, isegi kuumasurma stsenaariumi korral, kas ei korduks iga olek lõpuks – ma mõtlen tõesti väga pikkade ajavahemike korral – tule tagasi? See poleks lõpp, isegi pärast kuumasurma.
Mack (09:54): Ma räägin sellest raamatus kuumasurma peatükis, igavese kordumise ideest. Jah, nii et on üks viis kuumasurma vaatlemiseks, kui olete selles igaveses kuumusurma seisundis, kus entroopia on maksimeeritud. Kuid isegi maksimaalse entroopia olekus võib teil esineda juhuslikke kõikumisi, kus midagi võib kokku tulla. Ja on tehtud huvitavaid arvutusi, kus saate täielikult homogeense korrastamata universumi põhjal arvutada, kui kaua võtab aega, kuni tiibklaver end juhuslikult universumi keskele, just keset tühjust kokku kogub.
(10:29): Ja see on tõesti väga suur number, eks? Aga kui teil on see tõesti igavene seisund, siis see juhtub. Seda juhtub mingil korduval ajaskaalal lõpmatu arv kordi. Ja te võite seda laiendada ja öelda: noh, kui tiibklaver suudab end kokku panna, saab seda teha ka Maa, saab seda teha ka galaktika, nii saab ka kogu universumis kunagi eksisteerinud olek. Nii et kui jõuate sellesse punkti, võite öelda, et noh, see hetk, just praegu, aatomite ja molekulide konkreetne jaotus universumis just praegu, sel hetkel peab olema võimalik, et see korduks – tõesti , tõesti pikk ajavahemik, kuid see peab olema võimalik, et see korduks. Ja siis areneb universum sellest hetkest uuesti surma poole.
(11:13) Ja nii jõuate selle ideeni, kus iga hetk, mis universumi ajaloos on kunagi juhtunud, võib korduda lõpmatu arv kordi. Ja see on tõeliselt mõtlemapanev kontseptsioon. Nüüd on selle kohta kirjanduses vaidlusi, olenemata sellest, kas see on mõistlik arvutus või mitte. Kuid see toob omamoodi tagasi – Nietzsche pani kirja õudusunenäo, mis põhines sellel ideel. Et sina, sa elad sama hetke ikka ja jälle igavesti. Ja kas see poleks kohutav? Ja teate, võib-olla on see füüsiliselt võimalik, võib-olla on see asi, mis võib juhtuda. Kirjandus käib edasi-tagasi selle üle, kas peaksite sellele sellisel viisil mõtlema või mitte. Aga see on huvitav. Ja selle võimalusega seostub ka see, et olgu —. Kui tiibklaver suudab end universumis kokku panna, siis kas üksainus aju, kes arvab, et on kogenud kogu kosmost? Seda nimetatakse Boltzmanni ajuhüpoteesiks.
Strogatz: Oh, ma olen sellest kuulnud. Ma ei teadnud, mis see on. OK, lahe.
Mack (12:12): Nii et võib-olla on kõige olemasoleva asemel aju, mis praegu arvab, et ta peab seda vestlust ja on elanud terve elu 13.8 miljardi aasta vanuses universumis. Ja siis ühel hetkel hakkab see aju lihtsalt eksistentsi pilgutama, sest see oli juhuslik osakeste kogum tühjas kuumuse surmajärgses universumis.
Strogatz: OKEI…
Mack (12:33): Nii et saate ka seda arvutust teha. Ja kui teete selle arvutuse teatud viisil, leiate, et see on palju tõenäolisem kui universumi olemasolu üldse.
Strogatz: UH ah.
Mack (12:42): On palju tõenäolisem, et luuakse üks aju, mis arvab end olevat universumis, kui uue Suure Paugu ja seejärel tegeliku kosmose tootmine. Kuid jällegi on selle arvutamiseks erinevaid viise, kus saate erinevaid vastuseid. See on veel üks osa küsimusest, kas neid arvutusi on üldse mõtet teha? Ja kui teete selle arvutuse, leiate, et me oleme tõenäolisemalt juhuslik mõte juhuslikus ajus, mis eksisteerime lihtsalt tühjuses. See ei ütle teile tingimata, see on universumi tõenäoline stsenaarium, see ütleb teile, et need arvutused ei ole kasulikud ja neil pole kosmose kontekstis tegelikult mõtet ning midagi meie eeldustest peab olema paigast ära. Kuid kuidas tulla toime selle võimalusega, et lõpmatu universum, kus kõike võib lõpmatu arv kordi juhtuda, on kosmoloogias tõeliselt huvitav küsimus, kui jõuate nende tõeliselt tohutute ajakavadeni.
Strogatz (13:36): Olgu, tänan, et mulle sellega kaasa elasid. OKEI. Kuid ma tahan olla kindel, et jõuame mõnesse neist teistest.
See oli stsenaarium nr 1, kuumasurm, suur külmutamine ja see kena joonealune märkus igavese kordumise kohta looduses, looduses – ma ei taha öelda paradokse, vaid tõesti mõtlemapanevaid kaalutlusi, mida see toob. üles. OK, liigume edasi #2 juurde. Mis on Big Rip?
Mack (13:58): Nii et Big Rip on idee, mis tuleb tagasi selle tumeda energia küsimuse juurde. Me ei tea, mis paneb universumi kiiremini paisuma. Me nimetame seda "tumedaks" energiaks, sest me ei tea, mis see on. Kuid on midagi, mis kiirendab universumi paisumist. Kui see on lihtsalt kosmoloogiline konstant, kui see on lihtsalt kosmose omadus, siis me teame, kuidas see käib. Teate, see viib meid kuumsurma, kus kõik galaktikad on maksimaalselt isoleeritud ja siis tuhmuvad.
(14:23): Kuid tumeda energia jaoks on ka teisi hüpoteetilisi võimalusi. On mõned, kus selle asemel, et olla kosmose pidev taust, on see midagi dünaamilist. See on midagi, mis võib aja jooksul muutuda. Ja konkreetselt võite kirjutada võrrandid üles millegi kohta, kus see aja jooksul võimsamaks muutub. Mis iganes see on, see on kosmosesse sisse ehitatud venitus, see on dünaamiline väli, energiaväli ja see muutub aja jooksul võimsamaks. Ja nii, et see hakkab universumit üha kiiremini venitama. Mitte ainult ei põhjusta kiirendust, vaid koguneb objektide sees.
(14:57) Üks asi kosmoloogilise konstandi kohta. Kui kosmoloogiline konstant on olemas, on selle tihedus universumis konstantne. See tähendab, et kui joonistada sfääri ümber teatud piirkonna, on selles sfääris teatud hulk kosmoloogilist konstanti. Ja isegi kui universum paisub, on selles sfääris sama palju, eks? Kosmoloogiline konstant jääb samaks. Universumis, mida me nimetame "fantoomseks" tumeenergiaks, suureneb tumeenergia hulk selles sfääris aja jooksul. Kui teil oleks näiteks galaktika, mis elab selles sfääris ja see galaktika on gravitatsiooniliselt seotud ja kõike hoiab koos gravitatsioon, kosmoloogilises konstantses universumis, on see hästi. Orbiidid ei muutu. Galaktika jääb selliseks, nagu ta on. Tumeda fantoomenergiaga universumis kasvab selle sfääri sees venivus. Tume energia koguneb ja see võib galaktika lahti tõmmata. See võib tõmmata tähed galaktikast eemale, see võib tõmmata planeete tähtedest eemale ja see lihtsalt koguneb ja koguneb objektide sees.
(15:55) Nii et olukorra asemel, kus kogu tume energia lihtsalt liigutab kaugeid asju üksteisest eemale, tekitades lihtsalt rohkem tühja ruumi, oleks see tegelikult asjade seestpoolt venitamine. Ma ütlen sageli inimestele: "Oh, tead, universum paisub, see, mis toimub, on see, et kauged galaktikad kaugenevad üksteisest. Kuid see ruum ei laiene. Tumeda fantoomenergiaga universumis see ruum lõpuks laieneks.
Strogatz: Ma näen.
Mack (16:19): Nii et mida see teeks, on see, et see hakkaks üles ehitama tõeliselt suurtes mastaapides. Seega tõmbaks see vanad galaktikaparved lahku. See tõmbaks tähed galaktika servast eemale. Kuid see muutuks üha võimsamaks, nii et see hakkaks planeete tähtedest eemale tõmbama, planeetidelt kuud ära võtma ja planeetide sees kogunema ning lõpuks planeedi ise plahvatama. Ja siis muutub see üha võimsamaks, kui see läheb allapoole ja lõpuks rebite laiali molekulid, aatomid ja lõpuks rebite laiali universumi enda.
Strogatz (16:50): Kas see on tõesti nii, et selle pildi all, mida kirjeldasite, on see justkui laskuv läbi pikkuseskaalade suurimast väiksemani. Kas see läheb selles järjekorras?
Mack (17:00): Noh, mis see on, see muutub võimsamaks. Nii et kõigepealt tuleb lahti siduda kõige nõrgemalt seotud asjad, suurimad asjad on kõige nõrgemalt seotud. Ja siis, kui jõuate järjest väiksemate mastaapide juurde, hakkab teile meeldima aatomi sidumine, tuuma sidumine. Nii et lihtsalt tugevamad sidemed.
Strogatz: Ma näen. Ma näen.
Mack: See koguneb selles mõttes.
Strogatz (17:18): Vau, see on huvitav, asjad kisuvad justkui seestpoolt välja, mitte lihtsalt... Nagu ma kujutasin ette kuumasurma ja kosmoloogilise konstantse stsenaariumiga, peaaegu nagu siis, kui me räägime kuidas universum paisub ja inimesed ütlevad: "Noh, milleks see paisub?" Ja siis keegi ütleb: "Ei, maalige veniva kummist õhupalli pinnale täpid," teate või nii. See on omamoodi kosmoloogiline konstant. Tundub, et õhupallil olevad punktid lähevad üksteisest kaugemale. Need on näiteks galaktikad, mis kaugenevad üksteisest. Kas on pilti, mis asendab Suure Rebimise õhupalli? See kõlab palju ägedamalt.
Mack (17:55): Noh, kui ma kasutan õhupalli metafoori, siis ma ütlen tavaliselt, nagu, kujutage ette, nagu väikesed sipelgad kuu pinnal. Ja kui õhupall muutub suuremaks, lähevad sipelgad üksteisest kaugemale. Kuid sipelgad ise ei pööra sellele tegelikult tähelepanu. Need on omamoodi väikesed objektid. Suure rebimise stsenaariumi puhul sarnaneb see pigem sellega, et joonistate õhupallile galaktika ja seejärel laiendate õhupalli. Isegi galaktika ise muutub sellel pildil suuremaks. Ja nii muutuvad objektid ise suuremaks. Ja mingil hetkel jõuate punkti, kus õhupall ise plahvatab. Sa ei saanud sellest aru.
(18:26) Õhupalli analoogiaga on probleeme detailide osas, kuid selline pilt võib olla.
(18:53): Nüüd peaksin ütlema, et enamik kosmolooge ei arva, et Suur Rebenemine juhtub. See rikub teatud reegleid energiatingimuste kohta universumis. Nii et asjad, mis meie arvates peaksid olema tõesed selle kohta, kuidas energia liigub läbi kosmose, rikub fantoomtumeenergia neid reegleid. Ja seega pole see tõenäoliselt stsenaariumina elujõuline. Kuid sellegipoolest ei saa me seda vaatlust täielikult välistada, saame vaid öelda, et kui vaatame, kuidas universum praegu areneb, võime öelda, et suurt rebenemist ei juhtu peaaegu kindlasti järgmise jooksul, ütleme. , 200 miljardit aastat. Sest kunagi ei saa öelda, et seda 100% ei juhtu. Kuid meie mõõtmiste põhjal saame ajaliselt teatud piiri panna ja võime öelda, et see ei juhtu peaaegu kindlasti teatud aja jooksul.
Strogatz (19:15): Huh. Noh, kas me peaksime liikuma nr 3 juurde? See, mida ma olen kuulnud, pärineb asjadest, mida oleme Large Hadron Collideris õppinud, ja tänaval räägitakse, et see võib olla teie lemmik, isegi kui te ei pea seda kõige tõenäolisemaks. Seda nimetatakse vaakumlagunemise teooriaks.
Mack (19:33): Jah. Nii et vaakumlagunemisest sain teada alles siis, kui suur hadronite põrgataja avastas Higgsi bosoni. Ja põhjus, miks ma sellest siis kuulsin, oli see, et inimesed hakkasid vastuseks Higgsi bosoni avastamisele vaakumlagunemise kohta artikleid kirjutama. Kuna Higgsi bosoni omadused viitasid sellele, et vaakumlagunemine võib tegelikult olla võimalik.
(19:56) Selle idee on järgmine. See on üsna tehniline lugu, kuid ma proovin seda lihtsustada. Seega on idee selles, et Higgsi bosoni huvitav asi ei ole osake ise. See on tõsiasi, et Higgsi boson viitab Higgsi välja olemasolule. Nüüd on Higgsi väli omamoodi energiaväli, mis on kogu kosmoses. Ja sisuliselt oli see, mida suur hadronite põrkur tegi, see, et see ergutas seda energiavälja, ergutas sellest energiaväljast osakese ja osake oli see, mis tuvastati. Kuid see tähendab, et universumis eksisteerib see energiaväli. Ja sellel energiaväljal on mingi väärtus. Ja me nimetame seda energiavälja Higgsi väljaks. Ja seal on terve lugu sellest, kuidas osakesed interakteeruvad selle energiaväljaga, kuidas teatud osakestel on mass. Ja see on seotud kogu selle pildiga.
(20:43) Kuid füüsika seisukohast on Higgsi välja puhul oluline see, et väga-väga varajases universumis toimus protsess, kus Higgsi väli muutus. Nii et väga-väga varajases universumis oli Higgsi väljal erinev väärtus. See on nagu väli, millel on väärtus selles mõttes, et nagu, temperatuuril selles ruumis on väärtus kõikjal. Saate määratleda temperatuurivälja ja sellel on erinevad väärtused, olenemata sellest, kas olete akna lähedal, ukse lähedal või mis iganes. Higgsi väli oleks väli, kus sellel on kõikjal sama väärtus, kuid see on kogu ruumis teatud väärtusega väli. Sellega on seotud teatud energia.
(21:15) Nüüd, milline väärtus Higgsi väljal on, on seotud osakeste füüsika toimimisega universumis. Nii et väga-väga varajases universumis oli Higgsi väli teistsugune. Osakesed suhtlesid sellega erinevalt ja universumis oli erinev osakeste komplekt. Ühelgi neist polnud massi. Ja universumis toimusid erinevad vastasmõjud. Meil olid elektri ja magnetismi ning tugevate ja nõrkade tuumajõudude asemel hoopis teistsugused jõud. Eksisteeris omamoodi jõudude kombinatsioon ja eksisteerisid erinevad osakesed ja ühelgi neist polnud massi. Ja siis oli sündmus nimega sümmeetria purunemine, kus Higgsi väli muutus, see sai teise väärtuse. Ja kui see juhtus, võimaldas see kõigi osakeste ja kütuste olemasolu universumis, mida me praegu mõistame. Nii et teate, elektronid ja kvargid ning see võimaldas elektromagnetilise jõu ning tugevate ja nõrkade tuumajõudude olemasolu. Kõik langes sellisesse füüsikasse, mida me täna kogeme. Ja see oli hea, sest see tähendab, et meil võivad olla aatomid ja molekulid ning me võime eksisteerida.
Strogatz (22:16): Vabandust, ma pidin seal pausi tegema, sest see kõlas väga piibellikult. "Ja see oli hea," eks? Nii on kirjas, eks? "Olgu valgus. Ja Jumal nägi, et see oli hea."
Mack (22:26): Noh, ma mõtlen, et antud juhul oleme väga õnnelikud, et Higgsi väli muutus, et see sümmeetriat rikkuv sündmus leidis aset, kuna see võimaldas meil eksisteerida. Tähendab, võite rääkida, teate, kui seda poleks juhtunud, poleks me olemas, et selle üle õnnelik olla. Seal on terve vaidlus. Aga igal juhul juhtus; nüüd oleme olemas.
(22:41) Probleem on selles, et kui Higgsi boson avastati, andsid Higgsi välja massi ja muude osakeste masside mõõtmised meile vihjeid selle kohta, mida Higgsi väli teeb Higgsi välja arenemise osas. Ja need vihjed näivad viitavat võimalusele, et Higgsi väli võib uuesti muutuda. See oleks väga halb samamoodi, kui esimesel korral oli muudatus hea. Kui see uuesti muutuks, muudaks see meid olukorda, kus me ei saa eksisteerida, kus meie osakesed ei hoia koos. Looduse konstandid muutuksid. Oleksid erinevad jõud ja erinevad osakesed. See muudaks meid nn tõeline vaakumseisund. Ma ei mõtle "vaakumit" selles mõttes, nagu poleks midagi olemas. Vaakumolekud on põhimõtteliselt erinevad füüsika toimimise olekud. Nii et me räägime sellest, et oleme teatud vaakumseisundis. Vaakum võib olla erinev. Nii et kui Higgsi väljal on tõesti see võimalus muutuda, siis see tähendab, et vaakumi olekut, milles me oleme, nimetatakse valevaakumiks. Ja tõeline vaakum oleks vaakumseisund, milles universum pigem oleks, et Higgsi väli oleks pigem selline. Ja lõpuks, kui piisavalt kaua oodata, muutub Higgsi väli selliseks. muud väärtust ja areneb justkui tõeliseks vaakumolekuks.
(24:01) Ja see, kuidas see juhtub, on kuidagi … dramaatiline. Nii et võite arvata, et universum on omamoodi metastabiilne, mis tähendab "mitte täiesti stabiilne" samamoodi, nagu näiteks kui paned kohvitassi laua servale, siis see istub seal, kuid miski võib koputada. see maha ja see võib alla kukkuda ja see oleks tõesti pigem põrandal. Ja võite mõelda, et meie Higgsi välja võib olla sellises olekus, kus vajate ainult seda, et selle teise olekusse nihutamiseks peate kas häirima Higgsi välja otse samal viisil, nagu te. kas võiksite kohvitassi laualt maha lüüa. Või peaksite lihtsalt toetuma ideele, et kõik need osakesed ja väljad toetuvad kvantmehaanikale, kvantmehaanika reeglitele ja kvantmehaanika ütleb, et mõnikord võib teie kohvitass niikuinii põrandale kukkuda, eks? Kvantmehaaniline määramatus ütleb, et aeg-ajalt, kui paned osakese seina ühele küljele, ilmub see lihtsalt teisele poole. Seda nimetatakse kvanttunneldamiseks. See on asi, mida me jälgime subatomilisel skaalal kogu aeg. Ja see kehtib ka Higgsi välja kohta.
(25:03) Ja seega on Higgsi väljaga seotud mingi vaibumisaeg olekus, kus kui jätate Higgsi välja piisavalt kauaks rahule, siis lõpuks jõuab üks osa sellest Higgsi väljast kuskil universumis kvanttunnelisse sellesse teise olekusse. . Ja see ei pruugi olla probleem subatomilise skaala seisundina. Kuid kahjuks, kui üks osa Higgsi väljast läheb sellesse uude olekusse, läheb tõelisse vaakumisse, langeb ka kogu seda ümbritsev Higgsi väli tõelisse vaakumisse.
Strogatz (24:33): Oh, kas tõesti? Nii et toimub mingi ahelreaktsioon, nagu see sütitab kogu asja.
Mack: Täpselt. Täpselt nii.
Strogatz: Ma ei tea, kas see on õige sõna. Aga jah.
Mack (25:35): Jah, jah, see oleks nii, et kui sul oleks kett laual ja sa – ja üks lüli kukuks laualt maha, tõmbaks see kukkudes kõik teised lülid alla. Ja sinuga juhtuks midagi sellist. Teil oleks see kaskaad, kus niipea, kui sündmus toimub ühes punktis, toimub see kõikjal selle ümber ja see tekitaks tõelise vaakumoleku mulli, mis laieneks läbi universumi umbes valguse kiirusega.
Strogatz: Oh.
Mack (25:58): See on halb paaril põhjusel. Üks on see, et mulli serval, mulli seinal, on sellega seotud teatud energia, kus kui mulli sein teid tabab, siis see justkui põletaks teid kohe. Samuti, kui lähete mulli, olete selles tõelises vaakumseisundis, kus füüsikaseadused on erinevad ja teie osakesed ei hoia enam koos. Peale selle tehti 1980. aastatel arvutus, mis viitas sellele, et kui olete tõelises vaakumseisundis, on sealne ruum gravitatsiooniliselt põhimõtteliselt ebastabiilne. Ja nii variseksid sa kohe musta auku.
Strogatz: Mees, sa saad seda igast suunast.
Mack (26:34): Täpselt, täpselt. Ja kui see juhtub, kui see kvantsündmus toimub ühes universumi punktis, siis see mull paisub umbes valguse kiirusel ja lihtsalt hävitab kõik universumis. Ja kuna see toimub, see oli valguse kiirus, siis te ei näe seda tulemas. Selleks ajaks, kui signaal sellest teieni jõuab, on see juba teie peal. Aga teisest küljest sa ei tunneks seda, sest tead, sinu närviimpulsid ei liigu nii kiiresti, sa ei paneks tegelikult tähele, et see juhtus. Aga sa lihtsalt pilgutaksid oma olemasolust välja.
Strogatz (27:04): Tähendab, valguse kiirus teeb asja huvitavaks, kuna universum on väga suur isegi valguse kiiruse suhtes. Nii et see võib juhtuda kuskil kaugel, 13 miljardi valgusaasta kaugusel, kas pole?
Mack (27:16): Muidugi, kindlasti. Kindlasti on tõsi, et universumis on osi, mida universumi paisumine tõmbab meist eemale kiiremini kui valguse kiirus. Ja kui mull tekib ühes neist kaugetest piirkondadest, siis see mull meieni ei jõua. Kuid kuna see on omamoodi juhuslik sündmus, mille lagunemiskiirus on kõikjal sama, siis kui mull juhtub tõesti kaugel, juhtub see sama tõenäoliselt ka läheduses.
Strogatz: Ahaa. OK, hea point.
Mack (27:40): Õnneks on lagunemisaeg, mida saame praeguste andmete põhjal hinnata, umbes 10 kuni 100 aastat. Nii et see ei ole midagi, mida me arvame, et see juhtub niipea. Kui me arvame, et see juhtub, siis on see peaaegu kindlasti väga-väga pikk aeg. Kuid kuna see on kvantsündmus, on põhimõtteliselt ettearvamatu, millal see täpselt juhtub, samamoodi nagu te ei saa ennustada, millal konkreetne aatom radioaktiivses lagunemisprotsessis laguneb. Omamoodi poolestusaega saab anda vaid ühele osale asjadest. Samamoodi ei saa me universumi puhul kindlalt väita, et see ei juhtu just siin, teate, järgmise viie minuti jooksul. Võime lihtsalt öelda, et kõige tõenäolisemalt meie vaadeldavas universumis ei juhtu seda järgmise 10 võimsusega 100 või 10 võimsusega 500 aasta pärast.
(28:25) Teine hoiatus, mida meeles pidada, on see, et need arvutused põhinevad osakeste füüsika standardmudeli kohta teadmise ülitõsisel võtmisel. Ja osakeste füüsika standardmudel, mis on meie arusaam sellest, kuidas osakesed selles universumis töötavad, on meie arvates puudulik. See ei sisalda tumeainet; see ei sisalda tumedat energiat. Oleme üsna kindlad, et selles on augud. Ja kui meil oleks osakeste füüsikast tõesti täielikum pilt, ei pruugi see vaakumi lagunemise võimalust üldse hõlmata.
Strogatz: OKEI.
Mack (28:58): Vaakumlagunemine on idee, mis tekib siis, kui ekstrapoleerime kaugemale sellest, mida me arvame, on meie teooriate kehtivuse piir. Kuid see on põnev võimalus. Põhjus, miks ma seda nii väga naudin, on see, et see on väga-väga sügav seos väikseimate skaalade, väga-väga varajase universumi ja kogu kosmose hävimise vahel.
Strogatz (29:21): Tore. Õige. Ma mõtlen, see on väga…. Lihtsalt selles mehhanismis on midagi nii põhjapanevat, et kõik füüsikaseadused muutuvad sinu peal ühe silmapilguga. Aga ka sellest, mis pilt sulle vastu tuleb, et vaakummulli servast või kuidas iganes sa seda nimetasid…. Jah.
Mack: Jah.
Strogatz (29:42): Teooria nr 4, on aeg teoorial nr 4 astuda siin väljale. See on Big Crunchi nime all tuntud stsenaarium, mis kõlab kindlasti vägivaldselt ja huvitavalt. Mis, mis on Big Crunch?
Mack (29:56): Noh, Big Crunch on idee, mis on tõesti olnud üsna pikka aega. See oli idee, mida 1960. aastatel omamoodi tõenäolisemalt aktsepteeriti. Big Crunchi idee seisneb selles, et me täheldasime, et universum paisub. Ja siin on küsimus, mille peame esitama: kas universum jätkub igavesti? Või kukub see ühel hetkel uuesti kokku? Seega teame, et universum oli alguses väike, kuum ja tihe. Ja sellest ajast alates on see laienenud. Ja kogu selles loos peaks paisumise ja gravitatsiooni vahel olema mingi koosmõju, eks? Nii et kui galaktikaid tõmmatakse ruumi laienemise tõttu üksteisest lahku, tõmbab neid ka gravitatsioon üksteise poole. Ja seega peaks mateeria olemasolu universumis lihtsalt aeglustama paisumist, kuna kõik on kõige muu poole tõmbunud.
(30:41) Aastate jooksul on püütud aru saada, kas laienemine võidab? Või võidab gravitatsioon? Ja me teame nüüd, et laienemine võidab suure tõenäosusega, sest me näeme, et laienemine tegelikult kiireneb, sest tume energia paneb paisumise kiirenema. Ja seega ei näe me selget teed, kus universum võiks peatuda ja uuesti kokku kukkuda. Kuid 1960. aastatel me ei teadnud ja esialgsed andmed näisid viitavat sellele, et gravitatsiooni on rohkem kui paisumist selles mõttes, et universum lõpetab paisumise ja kukub lõpuks uuesti kokku.
(31:13) Ja ma peaksin ka ütlema, et teate, me ei arva, et see on praegu lemmikidee. Kuid kuna me ei tea, mis on tume energia, ei tea me kindlalt, et see pole midagi, mis võiks ümber pöörata. Tead, me teame, et see põhjustab nüüd laienemist. Me ei tea, et see ei ole midagi, mis võiks muutuda, see võib olla mingi dünaamiline väli, kus see mingil hetkel laiendamise asemel tihendamist põhjustaks.
(31:34) Nii et me ei tea kindlalt, kuid ma arvan, et see stsenaarium on minu arvates kõige hirmutavam, kuigi mõnes mõttes võib see olla üks kõige vähem tõenäolisi, kuna see näib olevat vastuolus praeguste andmetega. Mõte, et universum võiks hakata kõike kokku suruma, on tõesti väga häiriv. Sest tead, praegu näeme galaktikate kaugenemist. Näeme, kuidas universum jahtub ja tühjendub. Kui universum hakkaks kokku tõmbuma, siis näeksime, et kõik need kauged galaktikad meie poole tormavad. Ja galaktikad põrkaksid üksteisega kogu aeg kokku, kuid kauged galaktikad tuleksid meie poole ja universum muutuks väga-väga tihedaks ja rahvarohkeks.
(32:12) Ja mis veelgi hullem, kogu universumi kiirgus oleks samuti kokku surutud. See tähendab, et see ei lähe mitte ainult kuumemaks, vaid ka seetõttu, et väiksemas ruumis on rohkem kiirgust. Kuid ka kogu kiirgus oleks justkui kõvenenud kõrgema energiaga kiirguseks, kõrgema sagedusega kiirguseks. Seega toimub universumis paisumise ajal protsess, mida nimetatakse punanihkeks, mille käigus kiirgus venitatakse pikematele lainepikkustele. Nii et teate, nähtav valgus muutub infrapunaseks, muutub raadioks. Kui teil oleks kokkusurumine, hakkaks kogu see nähtav valgus kõigist tähtedest, mida universumis kunagi ilmunud on, suruma kokku ultraviolettkiirguseks, röntgenikiirguseks, gammakiirguseks. Ja see hakkaks universumit sellel väga sügaval viisil küpsetama.
(32:57) Ja ma arvan, et astronoom Martin Reesi 1969. aastast oli tõesti põnev paber, kus ta arvutas välja, et selle Big Crunchi stsenaariumi puhul on mingil hetkel ruumi ümbritseva õhu temperatuur, kosmose kiirgus kõigest kõigest. sellest, et tähevalgus kokkusurutakse, piisaks tähtede pinnal termotuumareaktsioonide tekitamiseks ja küpsetaks tähed väljastpoolt sisse, ainult kosmosekiirgusest. Ja teate, sel hetkel pole nagu miski üleelatav. Nii et see idee on minu jaoks isiklikult üsna häiriv, idee, et kosmosekiirgus võib meid lihtsalt küpsetada, kuna universum on meie ümber justkui kokku varisemas.
Strogatz (33:38): Noh, jah, huvitav, et see häirib teid kõige rohkem, sest ma mõtlen, et kõigil neil on oma…. Tead, kas sa tahad äkki minna? Kas sa tahad keeta? Kas soovite külmutada?
Mack (33:49): Õige. Õige. Ma mõtlen, et ükski neist ei lõpe hästi, eks? Kuid kuumasurmaga on teil tõesti palju aega. Nii et see on tore. Teate, see kõik on kuidagi õrn. Vaakumlagunemise korral ei näe te tulemas. Nii et mis iganes, sa ei pane tähelegi.
Strogatz: OKEI.
Mack (34:04): Teadliku olendi vaatenurgast on see omamoodi mittesündmus. Kuid nii Big Rip kui ka Big Crunch on tulemas ja see on üsna hirmutav.
Strogatz (34:13): Ahjaa. Ma arvan, et oleme nüüd jõudnud viimaseni, põrgatamiseni või seda, mida ma arvan, et lapsepõlves mäletan, kutsuti Pulseerivaks Universumiks. Kas see on sama mõte?
Mack (34:23) Nii et antud juhul koondan mõned erinevad ideed ühte laia tsüklilise universumi või põrkuva universumi kategooriasse. Seal on idee, mis sisuliselt püüab selgitada universumi algust…. Seega on varajase universumi teatud aspekte, mida meie praeguses kosmoloogias on raske seletada, teate. Kuidas see niimoodi seadistati? Miks on meie universum sellise kujuga, nagu see on ruumi kuju järgi? Miks oli meie universumi entroopia minevikus piisavalt madal, et entroopia saaks tulevikus suureneda olekusse, kus see praegu on?
(34:54) Need kõik on sügavad küsimused päris alguse kohta. Ja nendele küsimustele on püütud vastata, öeldes: „Noh, võib-olla algus ei olnudki algus. Võib-olla oli midagi enne algust, mis lõi tingimused praegu eksisteerivale universumile. Need viivad nende tsükliliste kosmoloogiateni. Kas idee, kus oli eelmine universum, mis arenes välja Suureks Pauguks, mida kogesime ja mis seejärel areneb meie praeguseks universumiks. Või lihtsalt seal, kus on pidev universumite ringkäik, kus midagi oli enne meid, seal on midagi ka pärast meid. Ja mõned neist ideedest hõlmavad omamoodi kokkusurumist uuele Suurele Paugule, mõned hõlmavad kuumasurma ja seejärel uut Suurt Pauku. Mõned on omamoodi: "Oli eelmine faas ja see areneb meie faasiks, kuid tulevikus ei juhtu midagi." Nii et need on kõik ideed, mida otsitakse kas meie universumi tuleviku või eelmise universumi lõpu jaoks, mis viib meie universumini.
Strogatz (35:48): Siinkohal meeldib mulle vist pähe panna… mitte oma skeptikute mütsi, vaid teadlase mütsi. Näib, et teie öeldus on palju teadust, kuna ühendate selle sellega, mida me teame kvantväljateooriast või üldrelatiivsusteooriast. Aga kuidas on vaatlustega?
Mack (36:05): Jah, ma mõtlen nii põhimõtteliselt, et me ei saa kunagi täieliku kindlusega vastata küsimusele "kuidas universum lõpeb?" Sest ilmselgelt, kui see juhtub, ei ole me seal, et vastust üles kirjutada. Kuid sellele küsimusele läheneme mitmel erineval viisil. Põhimõtteliselt püüame ekstrapoleerida seda, mida me teame universumist praegu ja selle arengust minevikust tulevikku. Ja sinna jõuate erinevate võimaluste hargnemiseni. Sest on mitu erinevat suunda, mis võiksid minna ja võiksime minna ka tulevikus, mis on kooskõlas universumi senise arenguga.
(36:37) Seoses vaatlustega, mida saame õppida ja mis võivad meile rohkem öelda selle kohta, milline neist teedest on tõenäolisem, on sellele lähenemiseks mitu erinevat viisi. Üks on püüda mõista tumedat energiat. Nii et kolm neist stsenaariumitest sõltuvad suuresti sellest, mis on tume energia ja kuidas see toimib. Nii et kui saame aru, kas tume energia on tõesti kosmoloogiline konstant? Või on see midagi, mis varieerub? Ja see võib olla iseenesest võimatu küsimus, sest kosmoloogiline konstant on omamoodi erijuhtum laiema klassi tumeenergia ideedest, kus te ei saa kunagi olla 100% kindel, et olete täpselt selles olekus.
(37:16) See on natuke — vaatlemisel on raske täieliku kindlusega kohal olla, kuid tumeenergia käitumise kohta saame üha rohkem kindlust. Ja võib-olla leiame tumeda energia jaoks mingi teoreetilise aluse. Võib-olla saadakse mõnel muul viisil eksperimentaalne tulemus, mis ütleb meile, et see on tõesti vastus sellele, mis on tume energia. Seega püüdes mõista tumedat energiat kas kosmoloogiliste vaatluste või eksperimentaalsete testide kaudu, mis võivad jõuda tumeda energia võimaliku fundamentaalse füüsikani. Need on kõik võimalused, mida saame uurida ja proovida vahet teha kuumasurma, Big Ripi ja Big Crunchi vahel – neid ideid, mis sõltuvad laienemise dünaamikast.
(37:55) Mis puutub vaakumlagunemisse, siis kui me mõistame paremini Higgsi välja ja selle seoseid teiste osakeste ja osakeste füüsika muude väljadega, siis saame parema ülevaate sellest, kas Higgsi väli on ühtlane või mitte. võimeline sel viisil lagunema. Ja kas vaakumlagunemine on võimalik, kuidas muutub Higgsi potentsiaal erinevatel skaaladel. Neid kõiki asju uuritakse aktiivselt selliste katsetega nagu suur hadronite põrgataja.
(38:22) Ja kui me räägime tsüklilistest universumitest, siis me peame lihtsalt algusest aru saama, eks? Kui me saame rohkem teavet väga-väga varajase universumi kohta vaatluste, varajase universumi andmete nutika analüüsi kaudu, selliste asjade otsimise kaudu nagu ürgsed gravitatsioonilained ja mida see võib meile öelda selle kohta, kas kosmiline inflatsioon toimus alguses või mitte. , või osakeste teooria parema mõistmise kaudu, näiteks osakeste katsete kaudu, mis võiksid meile öelda, kas osakeste füüsika standardmudel on tõesti kehtiv või mis võiks veel olla selle aluseks, kui ruumi kõrgemad mõõtmed võiksid olla? See on selle küsimuse teine aspekt.
(38:59) Nii et kõik need on kohad, mida saame otsida, püüdes mõista, kas tsüklilised universumid on õige suund. Ja kas enne Suurt Pauku oli midagi, mis pani paika meie tänase universumi tingimused.
Strogatz (39:11): Nii et see kõlab nii, et paljud erinevad võimalused fundamentaalfüüsikas on meie parim võte siin. Räägime lihtsalt Webbi teleskoobist, sest olen kindel, et paljud inimesed mõtlevad sellele, sest eriti see, mida te just mainisite viimasel juhul tsüklilise universumi kohta, on see, et see on niivõrd küsimus selles, mis toimub varases universumis. . Ja Webbi teleskoop räägib meile midagi varajase universumi kohta, kuid ma arvan, et mitte piisavalt vara. On see õige?
Mack (39:35): Jah. Seega võib Webbi teleskoop meile palju öelda galaktikate varaseima põlvkonna kohta. Ja see on minu jaoks isiklikult ülipõnev, sest tumeaine uurijana võib tumeaine mõju nendele esimestele galaktikatele eri tüüpi tumeaine mudelites olla väga erinev. Seega on meil palju õppida fundamentaalfüüsika teatud aspektide kohta, näiteks tumeaine kohta, põhiliselt tumeenergia kohta, kui me vaatleme väga kaugeid galaktikaid. ja potentsiaalselt saaksime universumi geomeetriat paremini mõõta, kui saame neid galaktikaid rohkem. Seega saame kindlasti palju õppida galaktikate ja universumi laiaulatusliku struktuuri kohta. JWST-st saame seda tüüpi vaatluste põhjal teavet.
Mack (40:15): Väga-väga varajase universumi osas on see aga tõesti selliste asjade nagu kosmilise mikrolaine taust. Nii et selline valgus väga varasest universumist, kus universum veel põles. Kuid see on endiselt sellises kuuma kiirguse faasis, see hõõgus kuumusest ja selle ürgse plasma kiirgusest. Ja mikrolaineteleskoopidega näeme seda sära. Ja see võib anda meile väga-väga-väga varajase universumi kohta väga olulist teavet.
Strogatz (40:42): Mida arvate universumi lõpu uurimise valdkonnast? Kas teil on mõtteid selle kohta, kuhu see järgmise 10-20 aasta jooksul areneb? Kas asi on selles, et jätkame põhifüüsikaga tegelemist ja see on meie parim lootus siin tõesti edusamme teha?
Mack (40:58): Ma arvan, et see on tõsi. Ma arvan, et kui me jätkame kosmose fundamentaalse olemuse tundmaõppimist, nii kosmose struktuuri, ruumi kuju kui ka potentsiaali – võib-olla on ruumi rohkem mõõtmeid. Võib-olla on ruum ja aeg tekkinud mõnest abstraktsemast nähtusest. Võib-olla saame selle välja selliste asjade kaudu nagu holograafia ja mustad augud. Ja seal on veel üks valdkond, millesse me võime minna ja millesse ma praegu väga ei tahaks minna. Teate, ehk õpime midagi reaalsuse põhistruktuuride kohta. Võib-olla saame teada, mis on tume energia. Võib-olla saame teada, mis on tumeaine. Võib-olla annavad need asjad meie arusaama osakeste füüsika põhiosadest. Võib-olla saame rohkem teavet väga-väga varajase universumi kohta ja saame midagi teada selle kohta, kuidas meie universumi algtingimused loodi.
(41:45) Kõik need on omal moel ülipõnevad, eks? Iga tükk sellest on midagi, mis oleks füüsika jaoks tohutult oluline, mis muudaks pöördeliselt seda, kuidas me universumist mõtleme tõeliselt olulistel viisidel. Ja kõrvalmõjuna saaksime natukene teada, kuidas meie universum võib lõppeda, milline võib olla meie lõplik saatus. Nii et ma arvan, et on väga vähe inimesi, kes on, tead, tõesti, nende põhitähelepanu on sellel, mis universumiga juhtub? Kuidas me lõpetame? Tõesti, need teised küsimused jõuavad reaalsuse põhiolemuse, kosmose evolutsiooni ja kosmose päritoluni. Ja need kõik annavad alust nendele suurtele küsimustele, kuhu me läheme? Mis edasi saab?
Strogatz (42:27): Imeline. Noh, me oleme rääkinud teoreetilise kosmoloogi Katie Mackiga, raamatu autoriga Kõige lõpp (Astrofüüsiliselt rääkides). Suur tänu meiega täna liitumise eest. Katie,
Mack (42:38): Täname, et olete minuga. See oli tõeliselt lõbus vestlus.
Kuulutaja (42: 40)
Quanta Magazine on toimetuse poolest sõltumatu veebiväljaanne, mida toetab Simonsi fond, et suurendada üldsuse arusaamist teadusest.
Strogatz (42: 57): Rõõm miks on podcast pärit Quanta Magazine, toimetuse poolest sõltumatu väljaanne, mida toetab Simonsi fond. Simonsi fondi rahastamisotsused ei mõjuta selle taskuhäälingusaate teemade, külaliste valikut ega muid toimetamisotsuseid. Quanta Magazine. Rõõm miks Tootsid Susan Valot ja Polly Stryker. Meie toimetajad on John Rennie ja Thomas Lin, keda toetavad Matt Carlstrom, Annie Melchor ja Allison Parshall. Meie teemamuusika koostas Richie Johnson. Eriline tänu Bert Odom-Reedile Cornelli saatestuudios. Meie logo autor on Jaki King. Ma olen teie võõrustaja, Steve Strogatz. Kui teil on meile küsimusi või kommentaare, saatke meile e-kiri aadressil Aitah kuulamast.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://www.quantamagazine.org/how-will-the-universe-end-20230222/
- 10
- 100
- 11
- 200 miljardit
- 2020
- 28
- 39
- a
- Võimalik
- MEIST
- sellest
- Quantumist
- ABSTRACT
- kiirendades
- juurdepääsetav
- üle
- tegu
- aktiivselt
- tegelikult
- pärast
- vastu
- Materjal: BPA ja flataatide vaba plastik
- võimaldab
- üksi
- juba
- alati
- Ümbritsev
- summa
- analüüs
- ja
- Teine
- vastus
- vastuseid
- keegi
- lahus
- app
- õun
- lähenemine
- argument
- argumendid
- ümber
- aspekt
- aspektid
- seotud
- aatom
- Katsed
- tähelepanu
- meelitanud
- AUGUST
- autor
- tagasi
- tagapõhi
- Halb
- põhineb
- alus
- sest
- muutuma
- muutub
- enne
- Algus
- taga
- on
- Uskuma
- BEST
- Parem
- vahel
- Peale
- Suur
- Big Bang
- suurem
- suurim
- Miljard
- siduv
- Natuke
- Must
- Must auk
- mustad augud
- raamat
- Põrge
- Seotud
- Aju
- Murdma
- Purustamine
- puruneb
- Ere
- tooma
- Toomine
- Toob
- lai
- ülekanne
- laiem
- mull
- vead
- ehitama
- Ehitus
- Ehitab
- ehitatud
- Kobar
- põlema
- arvutama
- arvutatud
- arvutamisel
- arvutused
- helistama
- kutsutud
- Saab
- Kanada
- ei saa
- võimeline
- viima
- Jätka
- autod
- juga
- juhul
- Kategooria
- Põhjus
- põhjustades
- kindel
- kindlasti
- kindlus
- kett
- Tool
- muutma
- Vaidluste lahendamine
- muutuv
- Peatükk
- laps
- Linn
- klass
- selge
- lähedal
- Cluster
- Kohv
- Kokkuvarisemine
- kogumine
- kombinatsioon
- Tulema
- tulevad
- kommentaarid
- KOMMUNIKATSIOON
- täitma
- koostatud
- Keskendunud
- mõiste
- Tingimused
- segaduses
- ühendamine
- ühendus
- Side
- ühendab
- teadlik
- Teadvus
- kaalutlused
- kaaluda
- järjepidev
- pidev
- kontekst
- jätkama
- pidev
- jätkates
- leping
- Vestlus
- vestlused
- keedetud
- jahe
- Kosmoloogia
- Cosmos
- võiks
- Paar
- looma
- loodud
- loomine
- loomine
- prõks
- Tass
- uudishimu
- Praegune
- tume
- Tume aine
- andmed
- päev
- tegelema
- surm
- otsused
- kirjeldatud
- detailid
- DID
- Surema
- erinev
- mõõdud
- otsene
- suund
- otse
- avastasin
- avastus
- arutelud
- eristama
- jaotus
- Ei tee
- teeme
- Ära
- Uks
- alla
- dramaatiliselt
- juhtida
- ajal
- Suremas
- dünaamika
- iga
- Varajane
- Varajane universum
- maa
- serv
- Juhtkiri
- mõju
- kumbki
- elekter
- elektronid
- energia
- nautima
- piisavalt
- Kogu
- täielikult
- tervikuna
- keskkondades
- võrrandid
- eriti
- põhiliselt
- hinnata
- Isegi
- sündmus
- lõpuks
- KUNAGI
- Iga
- igapäevane
- kõik
- tõend
- evolutsioon
- arenema
- arenenud
- areneb
- täpselt
- näide
- erutatud
- põnev
- olemasolevate
- olemas
- Laiendama
- laiendades
- laieneb
- laiendamine
- kogemus
- kogenud
- Selgitama
- Plahvatab
- uurima
- laiendama
- laiendades
- laiendamine
- äärmiselt
- silm
- tuhmuma
- Langema
- juga
- lummav
- KIIRE
- kiiremini
- Lemmik
- vähe
- väli
- Valdkonnad
- Joonis
- leidma
- lõpp
- Tulekahju
- esimene
- Esimest korda
- Põrand
- kõikumisi
- Keskenduma
- Sundida
- relvajõud
- igavesti
- vorm
- formaat
- Õnneks
- Sihtasutus
- Külmutama
- Sagedus
- hõõrdumine
- Alates
- täielikult
- lõbu
- põhiline
- põhimõtteliselt
- rahastamise
- Pealegi
- tulevik
- Galaktikad
- galaktika
- GAS
- Üldine
- põlvkond
- õrn
- saama
- saamine
- Andma
- Go
- Eesmärgid
- Jumal
- Goes
- läheb
- hea
- rüütama
- gravitatsiooniliste
- Gravitatsioonilained
- raskus
- Kasvama
- online
- Pool
- käsi
- juhtuda
- juhtus
- Juhtub
- juhtub
- õnnelik
- Raske
- müts
- võttes
- kuulama
- kuulnud
- ärakuulamine
- Held
- siin
- rohkem
- Hinged
- vihjed
- ajalugu
- Tulemus
- hoidma
- Auk
- Augud
- holograafia
- lootus
- võõrustaja
- KUUM
- Kuidas
- HTTPS
- tohutu
- vesinik
- Ma teen
- idee
- ideid
- tuvastatud
- Vahetu
- kohe
- mõju
- oluline
- võimatu
- in
- Teistes
- sisaldama
- Kaasa arvatud
- Tõstab
- kasvav
- sõltumatud
- Lõpmatu
- inflatsioon
- mõju
- info
- esialgne
- selle asemel
- Instituut
- Intelligentne
- suhtlevad
- interaktsioonid
- huvi
- huvitav
- kaasama
- isoleeritud
- küsimustes
- IT
- ise
- John
- Johnson
- liitumine
- meiega liitumas
- hoidma
- Laps
- kuningas
- Teadma
- teatud
- suur
- suuremahuline
- suurem
- suurim
- viimane
- Seadus
- Seadused
- viima
- juhtivate
- Leads
- Õppida
- õppinud
- Lahkuma
- Ülejäänud
- Pikkus
- elu
- eluaeg
- elu
- valgus
- Tõenäoliselt
- LIMIT
- piiratud
- LINK
- lingid
- Kuulamine
- kirjandus
- vähe
- elama
- elu-
- logo
- Pikk
- kaua aega
- enam
- Vaata
- otsin
- kaotama
- Partii
- Madal
- masin
- masinad
- Magnetism
- põhiline
- tegema
- TEEB
- Tegemine
- mees
- juhtima
- Martin
- Mass
- massid
- suur
- matemaatika
- küsimus
- maksimaalne
- tähendus
- vahendid
- mõõdud
- mehaaniline
- mehaanika
- mehhanism
- mainitud
- metastabiilne
- Kesk-
- võib
- meeles
- meelepainutav
- protokoll
- mudel
- mudelid
- hetk
- Moon
- Mäed
- rohkem
- kõige
- liikumine
- liikuma
- käike
- film
- liikuv
- muusika
- nimi
- Natural
- loodus
- tingimata
- Vajadus
- Uus
- järgmine
- tuuma-
- number
- esemeid
- jälgima
- toimunud
- Vana
- ONE
- Internetis
- vastupidine
- et
- Muu
- teised
- väljaspool
- üldine
- enda
- Paber
- dokumendid
- osa
- eriline
- osad
- minevik
- pöörates
- Inimesed
- Alatine
- isiklik
- Isiklikult
- perspektiiv
- fantoom
- faas
- nähtus
- Füüsiliselt
- Füüsika
- valitud
- pilt
- tükk
- Kohad
- planeet
- Planets
- Plasma
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- palun
- podcast
- Taskuhääling
- Punkt
- Vaatepunkt
- võimalused
- võimalus
- võimalik
- potentsiaal
- potentsiaalselt
- võim
- võimas
- ennustada
- ilus
- eelmine
- tõenäoliselt
- Probleem
- protsess
- tootma
- Toodetud
- professionaalne
- professionaalne töö
- Edu
- omadused
- kinnisvara
- kaitstud
- avalik
- avaldamine
- avaldatud
- tõmmates
- panema
- Kvantamagazin
- Kvant
- Kvantmehaanika
- Kvarkid
- küsimus
- Küsimused
- kiiresti
- raadio
- juhuslik
- määr
- RAY
- jõudma
- reaktsioon
- reaktsioonid
- Lugemine
- reaalne
- Reaalsus
- põhjus
- põhjustel
- kordumine
- piirkond
- piirkondades
- suhe
- jäänused
- meeles pidama
- teadustöö
- uurija
- vastus
- REST
- kaasa
- murranguliseks muuta
- ripitud
- Ripid
- ruum
- Eeskiri
- eeskirjade
- jooks
- Ütlesin
- sama
- ütleb
- Skaala
- Kaalud
- stsenaarium
- stsenaariumid
- Kool
- teadus
- teadlane
- teadlased
- Teine
- nägemine
- tundus
- tundub
- valik
- tunne
- Jada
- komplekt
- Väljakujunenud
- mitu
- kuju
- suunata
- kauplused
- peaks
- näitama
- näidatud
- külg
- Signaali
- Samamoodi
- lihtsustama
- lihtsalt
- alates
- ühekordne
- olukord
- Skeptikud
- aeglane
- Aeglaselt
- väike
- väiksem
- So
- nii kaugel
- mõned
- someday
- Keegi
- midagi
- kuskil
- heli
- Kõlasid
- Ruum
- Ruum ja aeg
- rääkimine
- eriline
- konkreetse
- eriti
- kiirus
- Spotify
- laiali
- Stage
- standard
- Stars
- algus
- alustatud
- algab
- riik
- Ühendriigid
- Samm
- Stephen
- Steve
- Veel
- Peatus
- Lugu
- tänav
- tugev
- tugevam
- struktuur
- uuringud
- stuudiod
- Uuring
- äkiline
- Sun
- super
- toetama
- Toetatud
- Pind
- Susan
- Lüliti
- tabel
- Võtma
- võtab
- võtmine
- rääkima
- rääkimine
- Tehniline
- teleskoop
- teleskoobid
- ütleb
- tingimused
- testid
- tänan
- .
- Riik
- oma
- teema
- ennast
- teoreetiline
- Seal.
- asi
- asjad
- Mõtlemine
- Mõtleb
- arvasin
- kolm
- Läbi
- läbi kogu
- seotud
- aeg
- ajakava
- korda
- et
- täna
- kokku
- liiga
- ülemine
- teema
- Teemasid
- Toronto
- suunas
- reisima
- käsitlema
- tohutult
- triljon
- tõsi
- Pöörake
- lõplik
- lõpuks
- Ebakindlus
- all
- aluseks
- mõistma
- mõistmine
- Universum
- prognoosimatu
- us
- kasutama
- tavaliselt
- vaakum
- väärtus
- Väärtused
- elujõuline
- vaade
- nähtav
- ootama
- jalutamine
- tagaotsitav
- hoiatus
- Jäätmed
- lained
- kuidas
- webp
- M
- Mis on
- kas
- mis
- kuigi
- WHO
- kogu
- Metsik
- will
- võitma
- jooksul
- ilma
- imeline
- sõna
- Töö
- töötab
- maailm
- oleks
- kirjutama
- kirjutamine
- röntgen
- aastat
- sa
- Sinu
- sephyrnet